信息傳輸:網(wǎng)絡(luò)連接分散難題待破解

　　物聯(lián)網(wǎng)的真正價(jià)值在于網(wǎng)，而不在于物。在網(wǎng)絡(luò)的支撐下，復(fù)雜的關(guān)聯(lián)世界將變得簡(jiǎn)單。

　　目前，物聯(lián)網(wǎng)感知層的技術(shù)相對(duì)比較成熟，在各行各業(yè)也有比較成功的應(yīng)用，但是如果感知的信息沒有一個(gè)龐大的網(wǎng)絡(luò)體系對(duì)其進(jìn)行支撐，就談不上應(yīng)用。不同的網(wǎng)絡(luò)傳輸方式構(gòu)建了一個(gè)極其復(fù)雜的傳輸平臺(tái)，也成為物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展不可或缺的組成部分。

　　在物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)遇期，傳輸層涉及到的異構(gòu)網(wǎng)問題、IP地址問題，以及安全問題等都將成為“木桶理論”上重要的一環(huán)，需要及時(shí)解決。

　　物聯(lián)網(wǎng)的傳輸層主要用來(lái)把感知層收集到的信息安全可靠地傳輸?shù)叫畔⑻幚韺?，然后根?jù)不同的應(yīng)用需求進(jìn)行信息處理，由不同的網(wǎng)絡(luò)支撐起一個(gè)無(wú)所不能的大網(wǎng)。物聯(lián)網(wǎng)的四大支撐網(wǎng)絡(luò)包括：短距離無(wú)線通信網(wǎng)，包括10多種已存在的短距離無(wú)線通信(如Zigbee、藍(lán)牙、RFID等)標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)絡(luò)以及組合形成的無(wú)線網(wǎng)狀網(wǎng)(Mesh Networks)；長(zhǎng)距離無(wú)線通信網(wǎng)，包括GPRS/CDMA、3G、4G網(wǎng)以及真正的長(zhǎng)距離GPS衛(wèi)星移動(dòng)通信網(wǎng)；短距離有線通信網(wǎng)，主要依賴10多種現(xiàn)場(chǎng)總線(如ModBus、DeviceNet等)標(biāo)準(zhǔn)，以及PLC電力線載波等網(wǎng)絡(luò)；長(zhǎng)距離有線通信網(wǎng)，支持IP協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)，包括計(jì)算機(jī)網(wǎng)、廣電網(wǎng)、電信網(wǎng)以及國(guó)家電網(wǎng)的通信網(wǎng)。

　　因此，信息傳輸過程可能要經(jīng)過一個(gè)或多個(gè)不同架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行信息交接才能完成。目前，物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模還未壯大，不同行業(yè)之間的協(xié)同也未形成大的氛圍，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)都將主要在內(nèi)網(wǎng)和專網(wǎng)中運(yùn)行，仍然是分散的眾多“物連網(wǎng)”。例如智能交通目前還只限于對(duì)危險(xiǎn)車輛的監(jiān)控，而遠(yuǎn)未能達(dá)到疏導(dǎo)交通流量的目的。但最終，這樣的局面將被打破，從而形成真正的“物聯(lián)網(wǎng)”。

　　在分散的“物連網(wǎng)”階段，物聯(lián)網(wǎng)對(duì)傳輸層的壓力還主要集中在內(nèi)網(wǎng)和專網(wǎng)，而當(dāng)某些應(yīng)用快速增長(zhǎng)之后，傳輸層能否挑起重?fù)?dān)？

　　任何產(chǎn)業(yè)都需要應(yīng)用的推進(jìn)，在物聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用模式中，智能交通和智能電網(wǎng)以及安防行業(yè)在這幾年都得到了較快發(fā)展。目前，我們冷靜審視市場(chǎng)和研發(fā)技術(shù)，會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)展的重心偏于前端設(shè)備，傳輸層的建設(shè)還遠(yuǎn)未達(dá)到迎接物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)規(guī)模爆發(fā)的水平。

　　例如：在安防行業(yè)中，需要視頻高清監(jiān)控的支撐，而上傳一路高清視頻目前幾乎需要4M～8M光纖。由于我國(guó)的通信基礎(chǔ)設(shè)施基本只能滿足目前互聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)用，而真正物聯(lián)網(wǎng)的通信流量是互聯(lián)網(wǎng)的很多倍，因此目前的網(wǎng)絡(luò)設(shè)施根本無(wú)法支撐這樣的強(qiáng)度。

　　即使現(xiàn)在北京等大城市逐步推行光纖取代ADSL，但是目前的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境在相當(dāng)一段時(shí)間內(nèi)仍不會(huì)有本質(zhì)的改變。面臨更多的行業(yè)應(yīng)用需求，如何讓高負(fù)荷傳輸網(wǎng)絡(luò)真正落地是必須突破的瓶頸。

　　物聯(lián)網(wǎng)傳輸層的產(chǎn)業(yè)規(guī)模必然會(huì)在市場(chǎng)明朗期快速增長(zhǎng)，而在爆發(fā)之前，傳輸層是否做好準(zhǔn)備來(lái)迎接這一機(jī)遇期呢？從宏觀看到局部，傳輸層確實(shí)還面臨著一些具體問題，例如：異構(gòu)網(wǎng)的問題，IP地址的問題以及安全的問題等等。

　　所謂異構(gòu)網(wǎng)是指網(wǎng)絡(luò)不具有相同的傳輸性質(zhì)和通信協(xié)議。物聯(lián)網(wǎng)需要不同的網(wǎng)絡(luò)為用戶提供多種多樣的連接方式。目前，不同類型的網(wǎng)絡(luò)之間的連接大多是異構(gòu)網(wǎng)間的連接。但是，要實(shí)現(xiàn)真正意義的自組織、自適應(yīng)，并且實(shí)現(xiàn)具有端到端質(zhì)量保證QoS的服務(wù)，還需要充分利用不同網(wǎng)絡(luò)間的互補(bǔ)特性，實(shí)現(xiàn)異構(gòu)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的有機(jī)融合。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合是下一代網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的必然趨勢(shì)。其中，具有QoS保證的關(guān)鍵技術(shù)與通信容量的研究是異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)融合中的關(guān)鍵課題。異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)資源的復(fù)雜性、網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)的多樣性、各網(wǎng)絡(luò)的差異性等特點(diǎn)給研究帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。

　　IP地址的問題僅次于異構(gòu)網(wǎng)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。有線廣域網(wǎng)在物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中的一個(gè)劣勢(shì)就是IP地址不夠的問題，在IPv6未全面實(shí)施之前，這個(gè)問題將制約有線網(wǎng)在物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)中的使用。盡管如此，中國(guó)電信、歌華有線等以有線網(wǎng)絡(luò)為主的營(yíng)運(yùn)商也都有清晰的物聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)計(jì)劃，例如在智能家庭網(wǎng)關(guān)領(lǐng)域，歌華有線憑借機(jī)頂盒的部署基礎(chǔ)占據(jù)一定優(yōu)勢(shì)。而無(wú)線廣域網(wǎng)可以通過發(fā)SIM卡的方式解決每個(gè)智能物件對(duì)應(yīng)一個(gè)ID的問題。

　　在傳輸層，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)信息交換的安全性也將成為其中的脆弱點(diǎn)，特別在網(wǎng)絡(luò)認(rèn)證方面，難免存在中間人攻擊和其他類型的攻擊。這些攻擊都需要有更高的安全防護(hù)措施。目前局部的或小規(guī)模的物聯(lián)網(wǎng)示范工程項(xiàng)目尚不存在太多的信息安全問題，但是，一旦這些示范工程將來(lái)發(fā)展成為真正物聯(lián)網(wǎng)的一部分，當(dāng)前看似安全的體系可能在將來(lái)出現(xiàn)重大安全隱患。如何在物聯(lián)網(wǎng)建立初期就建立嚴(yán)格規(guī)范的信息安全架構(gòu)，關(guān)系到這些系統(tǒng)能否在真正物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)下具備良好的安全措施，或許能夠?qū)Π踩胧┻M(jìn)行升級(jí)，以保障系統(tǒng)的可靠性。

　　中國(guó)移動(dòng)無(wú)錫物聯(lián)網(wǎng)研究院院長(zhǎng)趙君立

　　“一方面充分發(fā)揮現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)能力，并與傳感器網(wǎng)絡(luò)等近距離通信傳輸技術(shù)相融合；另一方面在下一代通信技術(shù)領(lǐng)域，加大投入力度，掌握關(guān)鍵技術(shù)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。”

　　《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展十二五規(guī)劃》提出在傳輸技術(shù)領(lǐng)域的主要任務(wù)之一是在適用于固定、移動(dòng)、有線、無(wú)線的多層次物聯(lián)網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)方面取得突破。為此，一方面要充分發(fā)揮現(xiàn)有通信網(wǎng)絡(luò)能力，并與傳感器網(wǎng)絡(luò)等近距離通信傳輸技術(shù)相融合；另一面，在以TD-LTE為代表的下一代通信技術(shù)領(lǐng)域，加大投入力度，掌握關(guān)鍵技術(shù)和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用規(guī)模發(fā)展提供一個(gè)可靠、安全、高效的傳輸網(wǎng)絡(luò)。

　　要實(shí)現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)又好又快發(fā)展，應(yīng)做到應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)、終端三個(gè)方面全面推進(jìn)：一是要大力推動(dòng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、公共服務(wù)中的應(yīng)用，以無(wú)線城市建設(shè)為契機(jī)，積極推進(jìn)在公共安全、醫(yī)療衛(wèi)生、智能家居等領(lǐng)域的規(guī)模發(fā)展。二是要加速無(wú)線通信傳輸網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，加大支持力度，尤其是在具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的3G、4G技術(shù)上，應(yīng)該加大研發(fā)資源、網(wǎng)絡(luò)建設(shè)資源、頻譜資源等方面的政策傾斜力度，推動(dòng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備制造業(yè)和物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的融合。三是要在物聯(lián)網(wǎng)終端研發(fā)制造領(lǐng)域，重點(diǎn)研究低功耗技術(shù)、供電技術(shù)和終端產(chǎn)業(yè)化技術(shù)，并爭(zhēng)取在核心芯片制造、操作系統(tǒng)開發(fā)、測(cè)試儀表研制等方面，實(shí)現(xiàn)重點(diǎn)突破，從而促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用和普及。

　　物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)包括近距離通信技術(shù)和以現(xiàn)有移動(dòng)、固定網(wǎng)絡(luò)為代表的廣域通信技術(shù)。近距離通信技術(shù)以WSN、Wi-Fi、NFC等技術(shù)為代表，是適合感知層組網(wǎng)的傳輸技術(shù)。在廣域傳輸技術(shù)領(lǐng)域中，我國(guó)在3G和4G移動(dòng)通信技術(shù)(如TD-SCDMA、TD-LTE)方面擁有核心自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，這些技術(shù)在安全、成本、頻譜利用率等方面優(yōu)勢(shì)明顯。在核心技術(shù)上，主要是在高精度傳感器研究、制造方面，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，還存在一定的差距，缺少足夠的核心技術(shù)專利，這對(duì)我國(guó)物聯(lián)網(wǎng)的安全和產(chǎn)業(yè)的成熟構(gòu)成了比較大的挑戰(zhàn)。

　　國(guó)家在支持物聯(lián)網(wǎng)傳輸層的發(fā)展上可以從以下四個(gè)方面推動(dòng)：一是在TD-LTE等核心傳輸技術(shù)方面，需要從頻率資源、關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)、測(cè)試儀器儀表研究和生產(chǎn)等角度加大政策支持力度；二是要鼓勵(lì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與TD-LTE相結(jié)合的核心技術(shù)的研究與應(yīng)用開發(fā)，構(gòu)建規(guī)模產(chǎn)業(yè)環(huán)境；三是要積極促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與無(wú)線城市等信息化應(yīng)用的結(jié)合，鼓勵(lì)和扶持物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用與自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)技術(shù)的普及；四是要加強(qiáng)公共服務(wù)平臺(tái)建設(shè)，應(yīng)鼓勵(lì)建設(shè)公共的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用孵化支撐平臺(tái)，快速地實(shí)現(xiàn)應(yīng)用聚集、需求聚集、產(chǎn)業(yè)聚集。

　　M2M是目前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的主要形態(tài)，現(xiàn)階段M2M應(yīng)用的發(fā)展重點(diǎn)還是集中在智能采集領(lǐng)域，因?yàn)槲锫?lián)網(wǎng)應(yīng)用的規(guī)模發(fā)展有賴于M2M所采集的大量信息數(shù)據(jù)。

　　當(dāng)前M2M面臨的主要瓶頸有四個(gè)方面：一是存在行業(yè)公共信息共享壁壘，各個(gè)產(chǎn)業(yè)部門的信息還不能完全開放，造成信息采集困難，影響應(yīng)用的生成和普及；二是低功耗技術(shù)和高效的電池供電技術(shù)存在不足，制約了M2M終端的部署位置和范圍；三是高精度傳感器主要依賴進(jìn)口，傳感器價(jià)格過高，阻礙M2M規(guī)模發(fā)展；四是市場(chǎng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用價(jià)值的認(rèn)知和接受存在偏差，嚴(yán)重阻礙著有效需求的形成，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用需求零散，不成規(guī)模，給產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程帶來(lái)阻礙。

　　M2M的發(fā)展是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用發(fā)展的基礎(chǔ)，其成功應(yīng)用取決于我國(guó)工業(yè)化和信息化融合的程度和水平，這是一個(gè)系統(tǒng)工程，不可能“一蹴而就”。因此，我們應(yīng)以《物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展十二五規(guī)劃》所提出的重點(diǎn)領(lǐng)域示范工程為契機(jī)，加強(qiáng)與TD-LTE等核心傳輸技術(shù)和無(wú)線城市等規(guī)模應(yīng)用的深度融合，并在應(yīng)用部署、產(chǎn)業(yè)園區(qū)規(guī)劃、應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)、重點(diǎn)工程建設(shè)等方面，出臺(tái)明確的技術(shù)應(yīng)用需求，鼓勵(lì)各種信息采集技術(shù)的引入和普及，提升信息化應(yīng)用的技術(shù)水平，實(shí)現(xiàn)信息采集數(shù)量和采集水平的不斷提高，促進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)和諧發(fā)展。

　　大唐移動(dòng)政企網(wǎng)事業(yè)部高級(jí)方案經(jīng)理帥新平

　　“以TD及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的核心技術(shù)、專利為依托，通過先期實(shí)施相關(guān)重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的契機(jī)，引進(jìn)和帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的上下游企業(yè)。”

　　傳輸層作為信息輸送的管道，在物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)中發(fā)揮著重要的作用。傳輸層主要分為有線通信和無(wú)線通信。兩種通信方式對(duì)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)具有同等重要，起互相補(bǔ)充的作用。例如：工業(yè)和信息化部“兩化融合”業(yè)務(wù)中大部分還是有線通信，有線通信將來(lái)會(huì)成為物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的主要支撐，但無(wú)線通信技術(shù)也是不可或缺的。

　　目前，主流的物聯(lián)網(wǎng)有線傳輸技術(shù)主要有PSTN、ADSL、Field Bus；無(wú)線傳輸技術(shù)主要有GSM、CDMA、TD-SCDMA、WCDMA、GPRS、藍(lán)牙、WiFi、WiMAX、ZigBee等等。這里重點(diǎn)說(shuō)下Wi-Fi，俗稱無(wú)線寬帶網(wǎng)。作為目前無(wú)線IP傳輸?shù)某墒旒夹g(shù)，由于其具有傳輸距離遠(yuǎn)、帶寬高、組網(wǎng)容易等特點(diǎn)，在各行各業(yè)已被廣泛使用。伴隨著我國(guó)三大運(yùn)營(yíng)商大規(guī)模建設(shè)基于Wi-Fi技術(shù)的“無(wú)線城市”，其物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用架構(gòu)已然形成。值得一提的是TD-SCDMA是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的第三代移動(dòng)通信國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，在帶寬、安全性上具有其他技術(shù)不可比擬的優(yōu)勢(shì)，并且由中國(guó)移動(dòng)主導(dǎo)進(jìn)行了全國(guó)范圍內(nèi)的組網(wǎng)，已形成了大規(guī)模商用。

　　在技術(shù)的核心性上，我國(guó)的定義與歐美發(fā)達(dá)國(guó)家不同。我們計(jì)劃在傳感器網(wǎng)節(jié)點(diǎn)、傳感器網(wǎng)關(guān)，超高頻RFID、有源RFID和RFID中間件產(chǎn)業(yè)進(jìn)行發(fā)展和突破，而歐美發(fā)達(dá)國(guó)家則重點(diǎn)關(guān)注微電子、非硅組件、能源獲取技術(shù)、無(wú)所不在的定位、無(wú)線智能系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)、安全設(shè)計(jì)、軟件仿真等方面。

　　物聯(lián)網(wǎng)對(duì)產(chǎn)業(yè)的帶動(dòng)需要政府、運(yùn)營(yíng)商以及中央、各地方有實(shí)力的企業(yè)共同努力，由政府制定相關(guān)政策，統(tǒng)一規(guī)劃，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)進(jìn)行引導(dǎo)并支持。例如去年，大唐與貴州省人民政府簽署關(guān)于共同培育貴州省戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略合作協(xié)議，其中，由貴州省政府統(tǒng)一規(guī)劃，制定相關(guān)政策，以TD-SCDMA/TD-LTE以及物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的核心技術(shù)、專利為依托，通過先期實(shí)施相關(guān)重大產(chǎn)業(yè)項(xiàng)目的契機(jī)，引進(jìn)和帶動(dòng)相關(guān)領(lǐng)域的上下游企業(yè)，從而加快實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)規(guī)?；?。在具體的政策實(shí)踐上，除了加強(qiáng)總體規(guī)劃設(shè)計(jì)，還需要加快制定國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，推進(jìn)一批國(guó)家級(jí)物聯(lián)網(wǎng)傳輸技術(shù)實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)，推進(jìn)產(chǎn)學(xué)研用一體化進(jìn)程，支持傳輸核心關(guān)鍵技術(shù)與相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)創(chuàng)新。同時(shí)，政府應(yīng)該規(guī)范和建立物聯(lián)網(wǎng)傳輸層技術(shù)產(chǎn)業(yè)的投融資平臺(tái)，支持相關(guān)企業(yè)通過廣泛融資盡快將該領(lǐng)域做大做強(qiáng)。